KR20010070102A - 광학적 기록매체의 제조장치 및 제조방법 - Google Patents

Abstract

경화성 수지를 사용하여 두 장의 기판을 서로 맞붙여서 발란스 좋게 수지를 경화시킨 광디스크를 제공한다. 방사선 경화형 수지층(5)의 끼워서 서로 맞붙인 두 장의 원판(12)에 방사선을 조사하는 램프(6a, 6b)와, 상기 서로 맞붙인 두 장의 원판(12)을 지지하여 상기 램프(6a, 6b)의 조사면을 횡단하도록 회전이동시키는 회전암(9)을 구비한 광학적 기록매체 제조장치에 있어서, 상기 램프(6a, 6b)의 광원적 중심(7)이, 상기 회전암(9)에 의해 지지되어서 묘사하고 상기 원판(12)의 중심의 회전궤적(P)보다 지름방향 외측에 위치되어 이루어진다.

Description

광학적 기록매체의 제조장치 및 제조방법{MANUFACTURING APPARATUS AND METHOD OF OPTICAL RECORDING MEDIUM}

본 발명은, 두 장의 기판을 서로 맞붙여서 이루어지는 광학적 정보기록매체의 제조장치와 제조방법에 관한 것이다.

레이저광을 이용하여 고밀도의 정보를 재생 또는 기록을 행하는 기술은 공지되어 있으며, 주로 광디스크로서 실용화되고 있다. 광디스크는 재생전용형, 추가기록형, 바꿔쓰기형으로 크게 나누는 것이 가능하다.

재생전용형은 음악정보를 기록한 컴팩트ㆍ디스크로 호칭되는 디스크나 화상정보를 기록한 레이저디스크로 호칭되는 디스크 등으로서, 또한 추가기록형은 문서화일이나 정지그림화일등으로서, 게다가 바꿔쓰기형은 퍼스컴용 데이터화일등으로서 상품화되어 있다.

이들 광디스크로서는, 두께 1.2mm정도의 투명수지제의 원기판의 한쪽의 주면에 정보층을 설치하고, 그 위에 오버코우트 등의 보호막을 설치한 것, 또는 원기판과 동일윤곽의 보호판을 접착제로 서로 맞붙인 것이 일반적이다.

그런데, 최근 광디스크의 고밀도화를 목적으로 하여, 레이저파장을 짧게 또한 개구수(NA)가 큰 대물렌즈를 사용하는 것이 검토되고 있다.

그러나, 단파장화와 고NA화는, 레이저광의 투입방향에 대한 디스크의 경사진각도, 소위 기울기의 허용치를 작게 한다라고 하는 문제가 있다.

이 경우, 기울기의 허용치를 크게 하기에는 원기판(이하 기판)을 얇게 하는 것이 유효한 것으로 알려져 있고, 예컨대 디지털ㆍ비디오ㆍ디스크(DVD)에서는 기판의 두께를 0.6mm로 하고, 게다가, 두께 0.6mm의 수지기판은 단판에서는 기계적 강도가 약하기 때문에, 정보기록면을 내측으로 하여 두 장의 기판을 서로 마주대하는 보강구조로 하는 것이 행해지고 있다.

이 두 장의 기판의 서로 맞붙이는 방법으로서, 방사선 경화수지를 일방의 기판 상에 도포하고 타방의 기판을 겹쳐서 밀착하여 방사선을 조사하여 경화시킨다. 소위 방사선 경화법이라는 방법이 있다. 또한, 방사선으로서는 일반적으로 자외선(UV)이 이용된다.

이 방사선 경화법에서는, 일반적으로 기판을 저속으로 회전시키면서 방사선 경화수지를 도넛츠 형상으로 도포하고, 그 위에 서로 맞붙이는 기판을 겹쳐서 일체화시키고, 그 후 고속회전시켜서 방사선 경화수지를 기판 사이에 충분히 확산시킨 후, 방사선을 조사하여 경화시키는 공정이 채택된다.

게다가, 방사선으로 경화시킨 경우, 회전암의 앞끝에 상기 기판을 부착하고, 방사선 램프의 조사역을 회전이동시키는 것이 행해지고 있다.

그런데, 이 회전이동방식에서는, 종래, 회전암에 지지된 기판의 중심이 램프의 광원적 중심, 예컨대 통형 램프의 경우는 길이방향 중심을 통과하는 구성으로되고, 또한, 2 램프방식에 있어서는, 램프를 평행하게 배치하고, 또한 기판의 중심은 각각 광원적 중심을 통과하도록 되어 있다.

상기와 같은 종래의 구성의 광학적 기록매체 제조장치에서는, 기판의 중심이 방사선 조사램프의 광원적 중심을 통과하도록 회전하는 것이므로, 방사선 조사램프의 광원적 중심을 끼워서 지름방향 외측의 둘레속도가 빠르고 내측은 둘레속도가 느리게 되므로, 둘레방향 외측부분의 방사선 조사적산량이 동 내측의 방사선 조사적산량에 비해 적게 된다라는 문제가 있다.

이 때문에, 기판의 방사선 적산조사량 분포의 대칭성이 얻어지지 않고, 이것이 경화성 수지의 경화성발란스의 악화로 되고, 서로 맞붙인 후의 뒤집히는 원인으로 되고 있다.

본 발명은, 상기 문제를 감안하여, 서로 맞붙일 때의 디스크의 뒤집힘을 없게 하고 서로 맞붙이는 정밀도를 높이는 것을 과제로 한다.

이 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에서는, 램프의 광원적 중심을, 회전암에 의해 지지되어서 묘사하고 원판의 중심의 회전궤적보다 지름방향 회측에 위치시키는 것에 의해 지름방향내측과 외측에서 조사적산량의 차를 없게 하도록 하는 것이다.

따라서, 원판을 묘사하고 원궤적에 대하여, 둘레속도가 빨라도 방사선적산조사량은 내외둘레에서 균일화된다.

본 발명에 의한 광학적 기록매체 제조장치은, 방사선 경화형 수지층을 끼워서 서로 맞붙인 두 장의 원판에 방사선을 조사하는 램프와, 상기 서로 맞붙인 두 장의 원판을 지지하여 상기 램프의 조사면을 횡단하도록 회전이동시키는 회전암을 구비한 광학적 기록매체 제조장치에 있어서, 상기 램프의 광원적 중심이, 상기 회전암에 의해 지지되어서 묘사하고 상기 원판의 중심의 회전궤적보다 지름방향 외측에 위치되어서 이루어지는 것이다.

이와 같은 구성으로 하는 것에 의해 경화수지의 면내 경화분포가 대칭으로 되고, 내외둘레에서 거의 균일한 조사적산량으로 하는 것이 가능한 결과, 휘어짐이 없는 서로 맞붙이는 정밀도가 높은 광학적 기록매체를 제조하는 것이 가능하다.

또한, 상기 광학적 기록매체 제조장치에 있어서, 방사선을 조사하는 램프가 통형 램프이고, 상기 통형 램프의 장축이 원판의 회전궤적을 횡단하여 배치되어 이루어지는 것이다.

이 구성에 의하면, 점광원에 대하여 보다 균일한 조사적산량으로 하는 것이 가능하다. 또한, 상기 구성에 있어서, 통형램프의 장축이, 회전암의 중심보다 반경방향외측으로 향하도록 정렬되어 있는 것이다.

이 경우, 통형램프에 대하여 기판이 둘레방향에 직각으로 횡단하여 두므로, 보다 균일한 조사량으로 하는 것이 가능하다.

본 발명의 광학적 기록매체의 제조방법은, 수지를 끼워서 서로 맞붙인 두 장의 원판을 원판외의 수직축의 둘레에 회전시키고 원판의 회전궤적면의 상부로부터 램프를 조사시켜서 광학적 기록매체를 제조하는 방법이다. 게다가 이 때, 원판상 각 점의 단위면적당 조사량을 각 점의 수직회전축으로부터의 거리에 비례시키는 것을 특징으로 하는 방법이다.

상기와 같이, 본 발명에 의하면, 경화성수지의 기판을 회전암으로 회전이동시킴에도 불구하고 방사선 조사적산량의 발란스를 양호화시키고 휘어짐이 없는 서로 맞붙이는 정밀도가 높은 광학적 기록매체를 제조하는 것이 가능하다.

도 1은 본 발명의 실시의 형태인 광학적 기록매체 제조장치에 공급되는 기판을 설명하는 요부사시도이며, 도 1A는 방사선 경화수지의 도포상태를 나타내는 공정도이고, 도 1B는 서로 맞붙이는 또 하나의 기판의 사시도이고, 도 1C는 서로 맞붙인 상태를 나타내는 사시도이다.

도 2는, 본 발명의 실시의 형태인 광학적 기록매체 제조장치의 개략구성을 나타내는 유닛배치도이다.

도 3은, 본 발명의 실시의 형태인 광학적 기록매체 제조장치의 다른 개략구성을 나타내는 유닛배치도이다.

다음에 본 발명의 실시의 형태인 광학적 기록매체 제조장치에 관해서 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시의 형태인 광학적 기록매체 제조장치에 공급되는 기판을 설명하는 요부사시도이며 도 1A는 방사선경화수지의 도포상태를 나타내는 공정도이고, 도 1B는 서로 맞붙이는 또 하나의 기판의 사시도이고, 도 1C는 서로 맞붙인 상태를 나타내는 사시도이다.

도 1A의 1, 도 1B의 2에서 나타내는 부재는 각각 분사법에 의해 작성된 기판이고, 각각의 치수는, 두께 0.6mm, 직경 120mm, 중심구멍지름15mm 등으로 되고, 주로서 폴리카보네이트제 기판으로 되어 있다.

도 1A에 나타내는 바와 같이, 기판(1)의 일면에는, 미리 정보신호가 요철의 피트(도시생략)로서 기록되어 있고, 이 기판(1) 상에는 알루미늄을 주성분으로 한 막두께 약 100nm의 반사층(11)이 미리 설치되고, 이것에 의해 한쪽의 기판(1)의 반사층(11)을 설치한 면과 반사측의 면에서 레이저광조사에 의해 정보신호의 재생이 가능하도록 되어 있다.

도 1B에 나타내는 다른쪽의 기판(2)은 기계적 강도를 늘리기 위하여 서로 맞붙이는 더미기판이며, 반사층은 막이 형성되어 있지 않다.

상기 한쪽의 기판(1)은 도 1A에 나타내는 바와 같이 흡착수단(도시하지않음)을 구비한 테이블(3) 상에 설치되고, 데이블(3) 상에 흡착고정된 한쪽의 기판(1) 상에는 노즐(4)이 배치되고, 데이블(3)이 예컨대 1000rpm등의 저속으로 회전됨과 아울러, 방사선 경화수지(5) 예컨대 자외선 경화형 수지가 적하된다.

이것에 의해 한쪽의 기판(1) 상에는 도넛츠형상으로 방사선 경화수지(5)가 도포된다.

다음에서 다른 쪽의 기판(2)이 기판(1) 상에 동심원형상으로 되도록 도 1C로 나타내는 바와 같이 겹쳐서 밀착된다.

밀착 후는 다른쪽의 기판(2)의 자중과 모세관 현상에 의해서, 방사선 경화수지(5)는 한쪽의 기판(1)과 다른쪽의 기판(2)의 사이에 확산하여 행한다.

다음에서, 상기 회전테이블(3)을 예컨대 2000rpm의 고속으로 회전하면, 상기 방사선 경화수지(5)의 외주방향으로의 확산이 가속되고, 처리의 단축과 균일화가 도모된다.

이것에 의해서, 방사선 경화형 수지(5)의 층을 끼워서 서로 맞붙인 두 장의 원판(12)이 준비된다.

다음에, 상기 방사선 경화형 수지층의 경화를 행하는 광학적 기록매체 제조장치를 설명한다.

도 2는 상기 광학적 기록매체 제조장치의 회전암과 조사램프의 위치관계를 나타내는 평면도이다.

도 2에 있어서, 자외선 조사램프 등의 방사선조사램프(6a), (6b)는 모두 통형램프로되고, 그 광원적 중심(7)은, 통형램프(6a), (6b)의 길이방향 중앙점으로되어 있다.

통형램프의 한쪽(6a)은 임시경화램프, 다른쪽(6b)이 본경화램프로되고, 양방의 램프는 서로 평행배치로 되어 있고, 이들 램프(6a), (6b) 밑을 순차통과하는 것에 의해서 서로 맞붙인 두 장의 원판(12) 사이의 방사선 경화형 수지가 경화하도록 되어 있다.

한편, 서로 맞붙인 두 장의 원판(12)은, 회전암(9)에 지지되고, 두 장의 원판(12)의 중심(12a)의 회전궤적이 도 2의 곡선(P)으로 되도록 되어 있다.

게다가, 두개의 통형램프(6a), (6b)의 광원적 중심(7)이 상기 회전궤적을 나타내는 곡선(P)에 대하여 지름방향외측으로 되도록 되어 있다.

다음에, 상기 광학적 기록매체 제조장치의 방사선조사의 작용에 관해서 설명하다.

방사선 경화형 수지층을 끼워서 겹쳐진 두 장의 원판(12)은, 회전암(9)에 지지되고, 통형램프(6a), (6b)의 조사역을 원호를 묘사하면서 이동하여 둔다.

이 때, 기판(12)의 중심(12a)은 통형램프(6a), (6b)의 광학적 중심(7)보다 지름방향으로 내측을 궤적(P)에 따라서 회전이동하여 둔다.

회전암(9)의 각속도를 α로 하면, 중심점(12a)과 지름방향외측점(12b), 지름방향 내측점(12c)의 회전속도(va) 내지 (vc)는, 각각

va=raㆍα vb=rbㆍα vc=rcㆍα ㆍㆍㆍ (1)

단, (ra) 내지 (rb)는 각각의 점(12a) 내지 (12c)의 회전반경.

여기에 rb 〉ra 〉rc, α는 일정하므로

vb 〉va 〉vc

방사선 조사량을 일정으로 하고 단위면적당 조사량을 s로 하면, 폭(L)에 대한 외측점의 조사량(Sb), 중심점의 조사량(Sa), 내측점의 조사량(Sc)은 각각,

Sb=sㆍL/vb Sa=sㆍL/va Sc=sㆍL/vc ㆍㆍㆍ(2)

따라서

Sc 〉Sa 〉Sb

결국, 기판의 중심궤적과 조사램프의 광학적 중심이 일치하고 있으면 지름방향외측과 내측에서 조사량에 Sc-Sb의 차가 생긴다.

그러나, 상기 실시의 형태에서는, 조사램프의 광학적 중심(7)이 궤적(P)보다외측으로되고, 내측보다 외측의 쪽이 단위면적당 조사량이 많게 되어 있다. 여기서 외측의 단위면적당 조사량을 qb, 내측의 조사량을 qc으로 하면, 당연

qb 〉qc

(2) 식에 있어서의 s를 각각 qb, qc 에 치환하면, (2)식은

Sb=qbㆍL/vb Sa=sㆍL/va Sc=qcㆍL/vc으로 되고, 통형램프(6a), (6b)의 광학적 중심위치의 조정에 의해서 Sc와 Sa와 Sb를 서로 대략 동일하게 하는 것이 가능한 것이다.

즉, 회전암(9)을 이용한 조사에 있어서도, 조사램프의 조사량분포를 전면적으로 거의 일정하게 하는 것이 가능하고, 조사량 분포불균일에 의한 휘어짐이나 밀착불량을 해소할 수 있는 것이다.

상기 실시의 형태로서, 방사선조사램프를 회전권의 직경과 평행으로 한 경우를 나타내었지만, 도 3에서 나타내는 바와 같이, 통형램프(6a), (6b)를 지름방향으로 방사형상으로 배치하여도 좋다.

또한, 이 실시의 형태의 경우, 통형램프(6a), (6b)를 반경방향에 배치한 외에는 도 2에서 나타낸 실시의 형태와 마찬가지이므로, 도에 동일부호를 나타내는 것만으로 상세한 설명은 생략한다.

또한, 도시는 생략하지만, 상기 통형램프를 바꾸어, 구형상램프이어도, 그 광학적 중심을 지름방향외측에 변위시키는 것에 의해 마찬가지로 실시가능하고, 또한, 통형램프나 구형상램프를 한 개정도 내지는 세 개이상 배치하여 각각의 광학적 중심을 회전권보다 외측에 배치하여도 마찬가지로 실시가능하다.

본 발명은, 경화수지의 면내 경화분포가 대칭으로 되고, 내외둘레에서 거의 균일한 조사적산량으로 하는 것이 가능한 결과, 휘어짐이 없는 서로 맞붙이는 정밀도가 높은 광학적 기록매체를 제조하는 것이 가능하며, 또한, 통형램프에 대하여 기판이 둘레방향에 직각으로 횡단하여 두므로, 보다 균일한 조사량으로 하는 것이 가능하고, 또한, 본 발명에 의하면, 경화성수지의 기판을 회전암으로 회전이동시킴에도 불구하고 방사선 조사적산량의 발란스를 양호화시키고 휘어짐이 없는 서로 맞붙이는 정밀도가 높은 광학적 기록매체를 제조할 수 있다.

Claims (10)

1. 방사선 경화형 수지층(5)을 끼워서 서로 맞붙인 두 장의 원판에 방사선을 조사하는 램프(6a, 6b)와, 상기 서로 맞붙인 두 장의 원판(12)을 지지하여 상기 램프의 조사면을 횡단하도록 회전이동시키는 회전암(9)을 구비한 광학식 기록매체 제조장치에 있어서,

   상기 원판(12)의 면을 상기 회전암(9)의 회전축에 수직으로 되도록 지지하고, 상기 회전암(9)에 의해 지지되어서 묘사하고 상기 원판(12)의 중심의 회전궤적 (P)면에 대하여 상기 램프(6a, 6b)의 광원적 중심(7)을 수직으로 투영한 점이 상기 회전궤적(P)의 지름방향 외측에 위치되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 광학적 기록매체 제조장치.
2. 제 1항에 있어서, 방사선을 조사하는 램프가 통형 램프(6a, 6b)이며, 상기 통형 램프의 장축을 상기 회전궤적면에 평행하게 설치하고, 상기 통형 램프의 장축의 상기 회전궤적면으로의 수직투영선이 원판의 회전궤적(P)을 횡단하여 배치되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 광학적 기록매체 제조장치.
3. 제 2항에 있어서, 통형 램프의 장축의 상기 회전궤적면으로의 수직투영선의 방향이, 회전암(9)의 회전반경방향에 일치하도록 정렬되어 있는 것을 특징으로 하는 광학적 기록매체 제조장치.
4. 방사선 경화형 수지층(5)를 끼워서 서로 맞붙인 두 장의 원판(12)을 램프 (6a, 6b)의 조사면을 횡단하여 수지를 경화시키는 광학적 기록매체의 수지경화방법에 있어서,

   상기 원판(12)을 원판 밖에 있는 원판에 수직인 회전축의 주위로 회전시키고,

   원판 상의 각 미소부분으로의 단위면적당 조사량을 상기 각 미소부분의 회전축으로부터의 거리에 대략 비례되도록 방사선을 조사시키는 것을 특징으로 하는 수지경화방법.
5. 제 4항에 있어서, 램프(6a, 6b)의 광원적 중심(7)의 상기 회전축으로부터의 거리를 상기 원판 최외단의 상기 회전축으로부터의 거리보다도 크게 되도록 램프를 배치하는 것을 특징으로 하는 수지경화방법.
6. 제 5항에 있어서, 상기 램프는 통형 램프이며 그 장축은 상기 회전축과 수직관계를 유지하도록 배치하는 것을 특징으로 하는 수지경화방법.
7. 제 6항에 있어서, 상기 통형 램프는 복수로 구성하고, 각 통형 램프의 상기 평판 상의 높이는 동일하게 하는 것을 특징으로 하는 수지경화방법.
8. 제 7항에 있어서, 복수의 통형 램프의 장축은 서로 평행한 것을 특징으로 하는 수지경화방법.
9. 제 6항에 있어서, 복수의 통형 램프의 장축은 모두 상기 회전축의 방향으로 향하는 것을 특징으로 하는 수지경화방법.
10. 방사선 경화형 수지로 서로 맞붙인 두 장의 원판에 방사선을 조사하는 것에 의해 수지를 경화시켜서 광학적 기록매체를 제조하는 방법에 있어서,

    두 장의 수지제 원판의 사이에 방사선 경화형 수지층을 끼워서 서로 맞붙이고,

    상기 원판을, 그 원판을 수평으로 유지하여 원판 밖에 위치하는 고정수직축의 둘레를 일정한 각속도로 회전시키고,

    회전 중에는 상기 원판의 회전궤적면의 일부의 상방으로부터 램프를 조사시켜서 수지를 경화시키고,

    이 때, 상기 원판 상의 각 미소부분으로의 단위면적당 조사량을 상기 각 미소부분의 상기 회전축으로부터의 거리에 대략 비례되도록 방사선을 조사시켜서 수지를 균등하게 경화시키는 것을 특징으로 하는 광학적 기록매체의 제조방법.